Forskere demonstrerer spøgelsesbilleder med atomer

Et team af fysikere ved ANU har brugt en teknik kendt som 'spøgelsesbillede' til at skabe et billede af et objekt fra atomer, der aldrig interagerer med det.

Dette er første gang, at spøgelsesbilleder er blevet opnået ved hjælp af atomer, selvom det tidligere er blevet demonstreret med lys, fører til, at applikationer udvikles til billeddannelse og fjernmåling gennem turbulente miljøer.

Det atombaserede resultat kan føre til en ny metode til kvalitetskontrol af nanoskala-fremstilling, inklusive 3D-print i atomskala.

Ledende forsker lektor Andrew Truscott fra ANU Research School of Physics and Engineering (RSPE) sagde, at eksperimentet var baseret på korrelerede atompar. Parrene blev adskilt med omkring seks centimeter og brugt til at generere et billede af ANU-logoet.

"Et atom i hvert par var rettet mod en maske med bogstaverne 'ANU' udskæring, " sagde lektor Truscott.

"Kun atomer, der passerer gennem masken, når en "spand"-detektor placeret bag masken, som registrerer et 'ping' hver gang et atom rammer det. Det andet atom i parret registrerer et 'ping' sammen med atomets placering på en anden rumlig detektor.

"Ved at matche tidspunkterne for "ping" fra atompar var vi i stand til at kassere alle atomer, der ramte den rumlige detektor, hvis partner ikke havde passeret gennem masken.

"Dette gjorde det muligt at genskabe et billede af 'ANU', selvom - bemærkelsesværdigt nok - de atomer, der danner billedet på den rumlige detektor, aldrig havde interageret med masken. Det er derfor, billedet kaldes et 'spøgelse'."

Professor Ken Baldwin, også fra RSPE-teamet, sagde forskningen i sidste ende kan blive brugt til kvalitetskontrol ved fremstilling af mikrochips eller nano-enheder.

"Vi vil måske en dag være i stand til at opdage i realtid, når der opstår et problem i fremstillingen af ​​en mikrochip eller en nanoenhed, " sagde professor Baldwin.

Medforfatter Dr. Sean Hodgman sagde på et grundlæggende niveau, forskningen kunne også være en forløber for at undersøge sammenfiltring mellem massive partikler, som kunne hjælpe med udviklingen af ​​kvanteberegninger.

"Denne forskning kunne åbne op for teknikker til at undersøge kvantesammenfiltring, ellers kendt som Einsteins uhyggelige handling på afstand, " sagde Dr Hodgman.